WO2007118943A1 - Systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire a carte electronique evoluee et procede correspondant de modification d'un systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire. - Google Patents

Systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire a carte electronique evoluee et procede correspondant de modification d'un systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire. Download PDF

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    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
    • G21C17/10—Structural combination of fuel element, control rod, reactor core, or moderator structure with sensitive instruments, e.g. for measuring radioactivity, strain
    • G21C17/108—Measuring reactor flux
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
    • G08C19/28—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses using pulse code
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K24/00—Machines adapted for the instantaneous transmission or reception of the angular displacement of rotating parts, e.g. synchro, selsyn
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the present invention relates to an internal instrumentation system of a nuclear reactor, of the type comprising at least:
  • a probe for measuring the neutron flux in the core of the nuclear reactor a probe for measuring the neutron flux in the core of the nuclear reactor; a cable for moving the probe inside the core;
  • a device for determining the angular position of the rotary drive device which determination device comprises a synchro-transmitter itself comprising a rotor integral in rotation with the drive device and a stator comprising three coils.
  • the invention applies, for example, to nuclear reactors cooled by water under pressure and intended to supply electricity to the domestic electrical networks.
  • Nuclear reactors such as nuclear reactors cooled by pressurized water comprise a core constituted by fuel assemblies generally of straight prismatic shape which are disposed juxtaposed with their longitudinal axes in the vertical direction, that is to say say according to the height of the heart.
  • excore chambers The neutron flux measurements in the core necessary for the continuous monitoring of the operating nuclear reactor are generally performed by chambers disposed outside the reactor vessel and generally referred to as "excore chambers".
  • These chambers which comprise several stages of measurements (for example six) depending on the height of the core, are generally arranged for measurements in four zones on the periphery of the nuclear reactor core and located symmetrically with respect to two axial symmetry planes of the core making between them an angle of 90 °.
  • the stepped chambers of the excore detectors make it possible to obtain flux measurements at different levels depending on the height of the core and in the four zones distributed around the core, in the circumferential direction.
  • these external devices only provide approximate values of the neutron flux inside the core and an approximate representation of the neutron flux distribution.
  • the monitoring parameters are obtained in an inaccurate manner and, for safety reasons, greater margins should be provided relative to the critical values of these parameters which must not be reached or exceeded.
  • incore probes very small mobile measuring probes
  • the incore probes are each fixed to the end of a flexible cable, such as for example a cable from the Teleflex company, ensuring its movement inside a measuring channel of the internal instrumentation system of the nuclear reactor.
  • Each of the measurement paths leads to one of its ends, in an instrumentation room located in the lower part of the reactor building.
  • the fission probes are moved in the measurement channels from the instrumentation room by means of control units which comprise rotary devices for driving the cables, for example in the form of gear wheels.
  • Each of the measurement channels comprises, inside the nuclear reactor core, an instrumentation tube of a fuel assembly and a thermowell placed inside the instrumentation tube in which the fission probe circulates.
  • the neutron flux measurements are made in measurement channels constituted by vertical direction instrumentation tubes of a set of fuel assemblies distributed throughout the core section.
  • a core with one hundred and seventy-seven fuel assemblies fifty six measurement channels are generally used. Fifty-eight measurement channels are used for a core of one hundred and ninety-three fuel assemblies, forty-eight or fifty measurement channels for a core of one hundred and fifty-seven fuel assemblies, and sixty measurement channels for a core of two hundred and five assemblies. of fuel.
  • Neutron flux measurements are performed during the low speed displacement of the incore mobile probes along the entire height of the heart. It is thus possible to achieve many points of measurement of the neutron flux according to the height of the heart, with a small spacing. For example, measurements can be made at six hundred points distributed according to the height of each of the measurement channels.
  • the angular position determining device comprises a synchro-transmitter which is disposed in the instrumentation room, itself located in the nuclear reactor building, and a synchromaneceptor remote from the reactor building and generally disposed in or near the the control room of the nuclear reactor.
  • the synchro-transmitter comprises a rotor provided with a winding placed under an alternating modulation voltage, for example 220 V and at a frequency of 50 Hz. This rotor is integral in rotation with the drive wheel.
  • the synchro-transmitter also comprises a stator provided with three coils placed at 120 ° to one another. The magnetic field resulting from the rotation of the rotor generates voltages at the terminals of the stator windings whose amplitudes depend on the angular position of the rotor and therefore of the drive wheel.
  • the synchroreceptor has a similar structure and operates according to an inverse principle.
  • the three windings of its stator are fed by the voltages coming from the terminals of the stator windings of the synchro-transmitter and create a magnetic field whose orientation reproduces the angular position of the rotor of the synchro-transmitter.
  • the rotor of the synchro-receiver then aligns with this magnetic field and has an angular position which therefore depends on the position of the drive wheel and therefore the corresponding probe for measuring neutron flux.
  • the device for determining the angular position of the wheel also comprises an encoder or two absolute encoders coupled to the rotor of the synchro-receiver and which supplies signals to a corresponding controller of the control and control cabinet of the internal instrumentation system. This controller uses these signals to determine the exact positions of the probes. The positions thus determined as well as the measurements made by the probes are transmitted by the automaton to a slice calculator which establishes the flow map.
  • the synchro-receivers and the absolute encoders corresponding to each of the mobile neutron flux detection probes are arranged in drawers provided in the upper part of the control and control cabinet of the internal instrumentation system of the reactor.
  • the devices for determining the angular position of the drive wheels which each use two synchromachines coupled to one another, make it possible to move the absolute encoders away from the control units of the instrumentation room located near the reactor vessel, units which are subjected to ionizing radiation detrimental to the absolute encoders which are optoelectronic devices.
  • An object of the invention is therefore to solve this problem by providing an internal instrumentation system of the aforementioned type which is easier to maintain.
  • the subject of the invention is an internal instrumentation system of the above-mentioned type, characterized in that the device for determining the angular position comprises an electronic digitizing assembly of at least two of the voltages at the terminals of the winding coils. stator of the synchro-transmitter and digital processing of these digitized voltages to produce at least one output signal representative of the angular position of the rotary drive device.
  • the system may comprise one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
  • the system comprises a control and control cabinet, which cabinet is intended to be arranged outside the nuclear reactor building and contains the electronic assembly;
  • the electronic assembly comprises:
  • a module for adapting the determined voltages optionally a module for adapting the determined voltages, . a module for digitizing at least two voltages of the determined and possibly adapted voltages, and
  • the electronic assembly comprises a module for producing incremental encoder type output signals
  • the device for determining the angular position is capable of determining the position of the probe by digital processing of the digitized voltages, and the electronic assembly comprises an output module of output signals of the absolute encoder type; the electronic assembly is a scanning assembly of only two voltages of the determined and possibly adapted voltages;
  • the electronic assembly comprises a module for detecting a voltage drop suitable for triggering the backup of the determined position; the electronic assembly comprises a module for setting the determined position, which module is intended to be connected to a microswitch the state of which is modified by passing the probe to a determined position; and
  • the electronic assembly comprises a generator for supplying a winding of the rotor of the synchro-transmitter with modulation voltage.
  • the invention also relates to a method of modifying an internal instrumentation system of a nuclear reactor, the internal instrumentation system comprising at least:
  • a device for determining the angular position of the rotary drive device which device comprises a synchro-transmitter, a synchro-receiver and at least one position encoder, the synchro-transmitter itself comprising a rotor integral in rotation with the rotary drive device and a stator comprising three coils, the synchroceptor itself comprising a rotor integral in rotation with the position encoder and a stator comprising three coils connected to the windings of the stator of the synchro-transmitter, characterized in that the method comprises a step of replacing the synchro-receiver and the position encoder by an electronic assembly for digitizing at least two of the voltages at the terminals of the stator windings of the synchro-transmitter and digital processing of these digitized voltages to produce at least one output signal representative of the angular position of the rotary drive device.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of an internal instrumentation system of a pressurized water nuclear reactor according to the invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an electronic card of the system of FIG. 1;
  • Figures 3 and 4 are views similar to Figure 2, illustrating other embodiments of the invention.
  • FIG. 1 shows the tank 1 of a pressurized water nuclear reactor and part of the internal instrumentation system 3 of the nuclear reactor.
  • the core 5 of the reactor consisting of fuel assemblies of prismatic form juxtaposed and placed vertically.
  • Each of the fuel assemblies of the core 5 of the reactor has an instrumentation guide tube, in a vertical arrangement inside the core 5.
  • Measurements of neutron flux are made by displacement, in the vertical direction, inside.
  • instrumentation guide tubes of some of the assemblies of the core flow measurement probes 7 fixed to the end of cables 9 by means of which the probes 7 are moved, by pushing or pulling on the 9 and the collection of the signals of the probes 7.
  • a probe 7 in the intermediate position in the heart 5 has been identified.
  • the internal instrumentation system 3 may comprise, for example, thirty-eight to sixty measurement channels.
  • the end portion inside the core 5 of each of the channels is constituted by a guide tube of a fuel assembly similar to the tube 11.
  • the guide tubes 11 of the neutron flux measurement channels are distributed throughout the section of the core 5 and the flux measurements are made over the entire height of the core by displacement of the measuring probe 7.
  • Each of the measuring channels comprises a glove finger 12, that is to say a closed tube at one of its ends, in which a flow measurement probe 7 can be moved via its cable.
  • the glove finger 12 is introduced inside the core 5 of the reactor in a guide tube 11 of a fuel assembly.
  • the thimble 12 is fed to this guide tube 11 inside an instrumentation guide duct 13 joining a sleeve 15 passing through the bottom of the vessel 1 of the reactor to an instrumentation room 17.
  • local 17 is disposed adjacent to the portion 19 of the reactor building or vessel well in which is disposed the tank 1 of the reactor.
  • the instrumentation room 17 and the tank well 19 belong to the reactor building.
  • the instrumentation guide duct 13 passes through the concrete wall 21 separating the instrumentation room 17 from the wellbore 19, inside a leak-proof penetration device 23.
  • the end of the instrumentation guide duct 13 penetrating into the instrumentation room 17 is connected to a sealing bushing 25 through which is made the sealed introduction, inside the instrumentation guide duct 13, of the thimble 12 of which one end is accessible inside the instrumentation room 17.
  • the thimble 12 can be moved inside the instrumentation guide duct 13 and inside the tank 1 of the nuclear reactor, along the entire height of the core 5, inside an instrumentation guide tube 11 of a fuel assembly between an insertion position and a position extracted from the core 5 of the nuclear reactor.
  • the glove fingers 12 of all the measurement channels of the internal instrumentation system of the nuclear reactor are placed in their extracted position of the core, before a core reloading operation.
  • the glove fingers 12 of the different measurement channels of the internal instrumentation system 3, in each of which a flow measurement probe 7 is moved, are in their maximum insertion position at the same time. inside the reactor core.
  • the different measurement channels of the internal instrumentation system constitute several and generally four to six groups of channels each comprising a dozen measurement channels.
  • Flow measurements are made in each of the channels of a group of measurement channels by using a neutron flux probe 7 fixed at the end of a connecting and displacement cable 9 which is successively crossed by a group selector 29 and a channel selector 31 to be introduced into the glove finger 12 of a measuring channel defined by control of the selectors 29 and 31.
  • Each of the connecting and driving cables 9 of a measuring probe 7 is driven by a control unit 33 comprising a geared motor (not shown) driving a toothed wheel 35 with which the drive cable 9 meshes with the 7.
  • the wheel 35 is not necessarily toothed and it can also be replaced by other rotary drive devices.
  • the probe 7, the connecting and driving cable 9 of the probe 7 and the control unit 33 constitute a measuring chain 37.
  • the internal instrumentation system 3 comprises four to six measurement chains.
  • Each control unit 33 also comprises a winder
  • the control of the internal instrumentation system 3 is provided by a distribution cabinet (not shown) disposed in the instrumentation room 17, itself connected to a control and control cabinet 39 arranged in the control room 41. from or near the reactor.
  • the distribution cabinet has four to six identical subassemblies for controlling four to six measuring probes 7, each connected to a connecting and moving cable 9, each of the subassemblies of the control cabinet. distribution is connected to a respective PLC of the control and control cabinet
  • control of the movements of the probes 7 and the control of the selectors 29 and 31 are carried out so as to successively carry out flux measurements in each of the measurement channels of the internal instrumentation system 3.
  • the controller associated with each measurement chain 37 mainly performs the following functions:
  • the PLCs associated with the measurement chains 37 receive the measurements acquired by the probes 7 via drawers located in the upper bays 43 of the control and control cabinet 39.
  • Each of the drawers associated with a chain 37 also transmits information provided by a device 44 for determining the angular position of the corresponding drive wheel.
  • This determination device 44 comprises a conventional synchronizer 45 whose rotor is rotationally integral with the wheel 35. This synchronizer 45 is thus disposed in the instrumentation room 17 and is connected to the corresponding electrical drawer of the control cabinet and 39 by a line 47.
  • the device 44 for determining the angular position also comprises, in the associated drawer of the control and control cabinet 39, an electronic assembly 49 for digitizing the voltages coming from the synchro-transmitter 45.
  • This electronic assembly 49 which is for example realized in the form of a card, is illustrated in FIG. 2. It will be noted that on the left-hand part of this FIG. 2, there is shown schematically the winding 51 of the rotor of the synchro-transmitter 45 and the three windings 53, 55 and 57 of the stator of the synchro-transmitter 45. In the example shown, the coils 53, 55 and 57 are arranged in a triangle, but they can, alternatively, be arranged in a star.
  • the electronic assembly 49 comprises a preprocessing unit 59 for signals from the synchro-transmitter 45, a digital processing unit 61 and a signal generation unit 63 representative of the position of the wheel 35, these units communicating via a bus 65.
  • the preprocessing unit 59 comprises:
  • a module 73 for triggering the digital conversion a module 73 for triggering the digital conversion; and a module 75 for detecting the end of digital conversions.
  • the winding 51 of the rotor of the synchro-transmitter 45 can be supplied with a modulation voltage of 220 V at a frequency of 50 Hz.
  • the voltages between the terminals S1, S2 and S3 of the coils 53, 55 and 57 are thus modulated at 50 Hz and their amplitudes depend on the angular position of the rotor of the synchro-transmitter 45 and therefore of the wheel 35.
  • the module 67 is connected to the terminals S1, S2 and S3 and determines the voltages S1S2, S2S3 and S3S1 by subtraction of the signals supplied by the terminals S1, S2 and S3 to overcome the absence of neutral voltage. An intermediate voltage is nevertheless restored and, for safety reasons, is connected to earth in 77.
  • the voltages S1S2, S2S3 and S3S1 at the output of the module 67 may have peak amplitudes of 80 V.
  • the adaptation module 69 comprises amplifiers making it possible to reduce their amplitudes, for example to reach maximum peak amplitudes of about 10 V.
  • the scanning module 71 comprises, for example, two converters 79, which are, by way of example, eleven-bit converters plus one sign bit. These two converters 79 are triggered in synchronism with the modulation of the signals coming from the terminals S1, S2 and S3 of the stator of the synchro-transmitter 45 and therefore with the voltage supplying the winding 51 of the rotor of the synchro-transmitter 45.
  • the digital processing unit 61 comprises a microcontroller 83, memories, including for example a random access memory 85 and a read-only memory 87 and means 89 for routing the data between the microcontroller 83, the memories 85 and 87 and the bus 65.
  • the digital processing unit 61 and in particular the microcontroller 83, provides the digital processing of the voltages S1S2 and S2S3 previously adapted and digitized by the unit 59 to determine the angular position of the rotor of the synchro-transmitter 45.
  • the parameters taken into account for digital processing are as follows:
  • the coding unit, or no encoder is such that a revolution of the rotor of the synchro-transmitter 45 corresponds to 1024 steps, the angular position P of the rotor of the synchronizer 45 is expressed in steps, in the form of a signed integer , and
  • a step corresponds approximately to a displacement of the corresponding probe 7 by 1 mm, the movement speed being able to reach 300 mm per second.
  • the mathematical equations are:
  • the unit 61 determines on these bases the angular position P and then the angular position P is then processed so that it lies in a range between -512 and +511 steps.
  • the angular position P determined and processed by the digital processing unit 61 is then converted into incremental encoder output signals A, B and Z by the unit 63. These signals A, B and Z will be processed by the processor. controller of the cabinet 39 associated with the measurement chain 37 considered in order to determine the absolute position of the probe 7. This treatment will also take into account the state of the electromechanisms of the instrumentation system 3 and in particular microswitches.
  • the internal instrumentation system 3 described above therefore comprises electronic cards 49 in place of the synchro-receivers and absolute encoders generally provided in the upper bays 43 of the control and control cabinet 39.
  • the system maintenance of instrumentation 3 is simplified since it is sufficient to remove the corresponding drawers and replace the electronic cards 49 when necessary rather than repair or change the components of synchroceptors or absolute encoders.
  • the cabinet 39 has a reduced mass in the bays 43, which is advantageous to meet the constraints arising from taking into account earthquake risks.
  • FIG. 3 illustrates a second embodiment of the electronic card 49 which comprises a generator 91 for supplying the winding 51 of the rotor of the synchro-transmitter 45.
  • the supply voltage produced can be a voltage of 26 V. at 400 Hz. Such a frequency, higher than that of 50 Hz, makes it possible to obtain a better precision since the interpolations become useless.
  • the structure of the module 73 for triggering the digital conversion could be simplified because the modulation voltage is directly available via the generator 91 in the card 49.
  • the card 49 comprises a module 93 for setting the determined angular position which is connected to a mini-breaker arranged at a predefined edge in the path of the probe 7.
  • the The mini-switch changes state and a signal is transmitted by the module 93 to the digital processing unit 61 which compares the determined angular position P and the effective angular position Pe corresponding to the position of the mini-breaker and eventually correct the value P so that it is worth Pe.
  • FIG. 4 illustrates a third embodiment which is distinguished from the first by the fact that the unit 61 directly determines the absolute position of the probe 7, in that the card 49 also comprises a module 93 for wedging the absolute position determined and in that the unit 63 for producing signals representative of the position is a signal production unit of the absolute position, encoded in the example under 16 bits.
  • the signals produced, representative of the angular position of the wheel 35, are therefore signals reflecting the absolute position of the probe 7.
  • the card 49 further comprises a module 95 for detecting a drop in voltage which will trigger the saving of the absolute position determined by the digital processing unit 61.
  • a module 95 for detecting a drop in voltage which will trigger the saving of the absolute position determined by the digital processing unit 61.
  • any adjustment of the determined absolute position is ensured automatically by modifying the state of a microswitch connected to the module 93.
  • the number of measurement chains can be varied and one can for example use the same electronic card for several measurement chains.

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Abstract

Ce système (3) d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire com-prend au moins : une sonde (7) de mesure du flux neutronique dans le coer (5) du réacteur nucléaire, un câble (9) de déplacement de la sonde à l'intérieur du coer (5), un dispositif rotatif (35) d'entraînement du câble de déplacement (9), et un dispositif (44) de détermination de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement (35), lequel dispositif de détermination comprend un synchroémetteur (45) comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du dispositif d'entraînement (35) et un stator comportant trois bobinages, Le dispositif de détermination de la position angulaire (44) comprend un ensemble électronique de numérisation d'au moins deux des tensions aux bornes des bobinages du stator du synchroémetteur et de traitement numérique de ces tensions numérisées pour produire au moins un signal de sortie représentatif de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement (35).

Description

Système d'instrumention interne d'un réacteur nucléaire à carte électronique évoluée et procédé correspondant de modification d'un système d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire.
La présente invention concerne un système d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire, du type comprenant au moins :
- une sonde de mesure du flux neutronique dans le coeur du réacteur nucléaire, - un câble de déplacement de la sonde à l'intérieur du cœur,
- un dispositif rotatif d'entraînement du câble de déplacement, et
- un dispositif de détermination de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement, lequel dispositif de détermination comprend un syn- chroémetteur comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du disposi- tif d'entraînement et un stator comportant trois bobinages.
L'invention s'applique, par exemple, aux réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau sous pression et destinés à alimenter en électricité les réseaux électriques domestiques.
Les réacteurs nucléaires tels que les réacteurs nucléaires refroidis par de l'eau sous pression comportent un cœur constitué par des assemblages de combustible généralement de forme prismatique droite qui sont disposés de manière juxtaposée avec leurs axes longitudinaux dans la direction verticale, c'est-à-dire suivant la hauteur du cœur.
Pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, il est nécessaire de s'assurer en permanence que le réacteur fonctionne dans de parfaites conditions et de manière conforme aux conditions générales de sécurité fixées par des règlements et des normes.
En particulier, il est nécessaire de déterminer si la production et la répartition volumique du flux de neutrons ainsi que la répartition volumique de la puissance dégagée dans le cœur sont conformes aux conditions correspondant à un fonctionnement normal et satisfaisant du cœur.
Pour cela, on est amené à déterminer et calculer des paramètres de fonctionnement du cœur du réacteur nucléaire, tels que la répartition volumique de la puissance dans le cœur, les facteurs de forme du flux neutroni- que ou encore le rapport de crise d'ébullition. Ces paramètres sont détermi- nés en particulier à partir de mesures de flux neutroniques dans le cœur permettant de connaître la répartition du flux neutronique dans l'ensemble du cœur en trois dimensions.
Les mesures de flux neutronique dans le cœur nécessaires pour la surveillance en continu du réacteur nucléaire en fonctionnement sont généralement réalisées par des chambres disposées à l'extérieur de la cuve du réacteur et généralement désignées comme "chambres excore".
Ces chambres qui comportent plusieurs étages de mesures (par exemple six) suivant la hauteur du cœur sont généralement disposées pour effectuer les mesures dans quatre zones à la périphérie du cœur du réacteur nucléaire et situées symétriquement par rapport à deux plans de symétrie axiale du cœur faisant entre eux un angle de 90°.
Les chambres étagées des détecteurs excore permettent d'obtenir des mesures de flux à différents niveaux suivant la hauteur du cœur et dans les quatre zones réparties autour du cœur, dans la direction circonféren- tielle. Toutefois, ces dispositifs externes ne fournissent que des valeurs approchées du flux neutronique à l'intérieur du cœur et une représentation approximative de la répartition du flux neutronique. De ce fait, les paramètres de surveillance sont obtenus de manière peu précise et, par sécurité, on doit prévoir des marges plus grandes par rapport aux valeurs critiques de ces paramètres qu'on ne doit pas atteindre ou dépasser.
Pour obtenir une représentation plus exacte de la distribution de flux neutronique dans le cœur, on effectue, de manière complémentaire, à intervalles de temps réguliers mais relativement longs, par exemple de l'ordre d'un mois, des mesures de flux neutronique à l'intérieur du cœur, en utilisant des sondes de mesure mobiles de très petites dimensions, appelées "sondes incore", qui sont généralement constituées par des chambres à fission. Ces sondes mobiles appartiennent au système d'instrumentation interne du réacteur nucléaire, également dénommé RIC pour Reactor In Core. Les sondes incore sont fixées chacune à l'extrémité d'un câble souple, comme par exemple un câble de la société Téléflex, assurant son déplacement à l'intérieur d'une voie de mesure du système d'instrumentation interne du réacteur nucléaire. Chacune des voies de mesure débouche, à l'une de ses extrémités, dans un local d'instrumentation situé en partie basse du bâtiment du réacteur. On assure le déplacement des sondes à fission dans les voies de mesure depuis le local d'instrumentation grâce à des unités de commande qui comprennent des dispositifs rotatifs d'entraînement des câbles, par exemple sous forme de roues dentées.
Chacune des voies de mesure comporte, à l'intérieur du cœur du réacteur nucléaire, un tube d'instrumentation d'un assemblage de combustible et un doigt de gant placé à l'intérieur du tube d'instrumentation dans lequel circule la sonde à fission. Les mesures de flux neutronique sont réalisées dans des canaux de mesure constitués par les tubes d'instrumentation de direction verticale d'un ensemble d'assemblages de combustibles répartis dans toute la section du cœur.
Par exemple, dans le cas d'un cœur comportant cent soixante dix- sept assemblages de combustible, on utilise généralement cinquante six voies de mesure. On utilise cinquante huit voies de mesure pour un cœur de cent quatre-vingt treize assemblages de combustible, quarante huit ou cinquante voies de mesure pour un cœur de cent cinquante sept assemblages de combustible et soixante voies de mesure pour un cœur de deux cent cinq assemblages de combustible. Les mesures de flux neutronique sont réalisées pendant le déplacement à faible vitesse des sondes incore mobiles suivant toute la hauteur du cœur. On peut ainsi réaliser de nombreux points de mesure du flux neutronique suivant la hauteur du cœur, avec un espacement faible. On peut réaliser par exemple des mesures en six cents points répartis suivant la hauteur de chacun des canaux de mesure. D'autre part, compte tenu de la répartition des assemblages de combustible instrumentés dans le cœur et des symétries du cœur, on obtient une image suffisamment représentative du flux neutronique, sous la forme d'une carte de flux. La détermination précise de la carte du flux n'est réalisée que périodiquement en utilisant les sondes mobiles, dans le cas des procédés d'exploitation connus.
Afin d'obtenir une carte de flux correcte, il est nécessaire de connaître les positions exactes des sondes dans le cœur du réacteur nucléaire lors de l'acquisition des mesures de flux. Pour cela, dans les systèmes d'instrumentation interne du type précité, on utilise un dispositif de détermination de la position angulaire de la roue d'entraînement du câble de déplacement de la sonde dont on cherche à connaître la position. Le dispositif de détermination de la position angulaire comprend un synchroémetteur qui est disposé dans le local d'instrumentation, lui-même disposé dans le bâtiment du réacteur nucléaire, et un syn- chrorécepteur éloigné du bâtiment du réacteur et généralement disposé dans ou à proximité de la salle de commande du réacteur nucléaire.
Le synchroémetteur comprend un rotor muni d'un bobinage placé sous une tension alternative de modulation, par exemple de 220 V et à une fréquence de 50 Hz. Ce rotor est solidaire en rotation de la roue d'entraînement. Le synchroémetteur comprend également un stator pourvu de trois bobinages placés à 120° l'un de l'autre. Le champ magnétique résultant de la rotation du rotor engendre des tensions aux bornes des bobinages du sta- tor dont les amplitudes dépendent de la position angulaire du rotor et donc de la roue d'entraînement.
Le synchrorécepteur a une structure analogue et fonctionne suivant un principe inverse. Les trois bobinages de son stator sont alimentés par les tensions provenant des bornes des bobinages du stator du synchroémetteur et créent un champ magnétique dont l'orientation reproduit la position angulaire du rotor du synchroémetteur. Le rotor du synchrorécepteur s'aligne alors sur ce champ magnétique et a une position angulaire qui dépend donc de la position de la roue d'entraînement et donc de la sonde correspondante de mesure de flux neutronique. Le dispositif de détermination de la position angulaire de la roue comprend également un codeur ou deux codeurs absolus couplés au rotor du synchrorécepteur et qui fournit des signaux à un automate correspondant de l'armoire de contrôle et de commande du système d'instrumentation interne. Cet automate exploite ces signaux afin de déterminer les positions exactes des sondes. Les positions ainsi déterminées ainsi que les mesures effectuées par les sondes sont transmises par l'automate à un calculateur de tranche qui établit la carte de flux. Les synchrorécepteurs et les codeurs absolus correspondant à chacune des sondes mobiles de détection du flux neutronique sont disposés dans des tiroirs prévus en partie haute de l'armoire de contrôle et de commande du système d'instrumentation interne du réacteur. Les dispositifs de détermination de la position angulaire des roues d'entraînements, qui utilisent chacun deux synchromachines couplées l'une à l'autre, permettent d'éloigner les codeurs absolus des unités de commande de la salle d'instrumentation située à proximité de la cuve du réacteur, unités qui sont soumises à des rayonnements ionisants néfastes aux codeurs ab- solus qui sont des dispositifs optoélectroniques.
De tels dispositifs de détermination de la position angulaire des roues d'entraînement s'avèrent donc satisfaisants mais leur maintenance est complexe.
Un but de l'invention est donc de résoudre ce problème en fournissant un système d'instrumentation interne du type précité qui soit de maintenance plus aisée.
A cette fin, l'invention a pour objet un système d'instrumentation interne du type précité, caractérisé en ce que le dispositif de détermination de la position angulaire comprend un ensemble électronique de numérisation d'au moins deux des tensions aux bornes des bobinages du stator du synchroé- metteur et de traitement numérique de ces tensions numérisées pour produire au moins un signal de sortie représentatif de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement.
Selon des modes particuliers de réalisation, le système peut com- prendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le système comprend une armoire de contrôle et de commande, laquelle armoire est destinée à être disposée hors du bâtiment du réacteur nucléaire et contient l'ensemble électronique ; - l'ensemble électronique comprend :
. un module de détermination des tensions aux bornes des bobinages du stator du synchroémetteur,
. éventuellement un module d'adaptation des tensions déterminées, . un module de numérisation d'au moins deux tensions des tensions déterminées et éventuellement adaptées, et
. un module de traitement numérique des tensions numérisées ;
- l'ensemble électronique comprend un module de production de si- gnaux de sortie de type codeur incrémental ;
- le dispositif de détermination de la position angulaire est apte à déterminer la position de la sonde par traitement numérique des tensions numérisées, et l'ensemble électronique comprend un module de production de signaux de sortie de type codeur absolu ; - l'ensemble électronique est un ensemble de numérisation de seulement deux tensions des tensions déterminées et éventuellement adaptées ;
- l'ensemble électronique comprend un module de détection d'une baisse de tension adapte à déclencher la sauvegarde de la position déterminée ; - l'ensemble électronique comprend un module de calage de la position déterminée, lequel module est destiné à être raccordé à un micro rupteur dont l'état est modifié par passage de la sonde à une position déterminée ; et
- l'ensemble électronique comprend un générateur d'alimentation d'un bobinage du rotor du synchroémetteur en tension de modulation.
L'invention a également pour objet un procédé de modification d'un système d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire, le système d'instrumentation interne comprenant au moins :
- une sonde de mesure du flux neutronique dans le cœur du réacteur nucléaire,
- un câble de déplacement de la sonde à l'intérieur du cœur,
- un dispositif rotatif d'entraînement du câble de déplacement, et
- un dispositif de détermination de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement, lequel dispositif comprend un synchroémetteur, un synchrorécepteur et au moins un codeur de position, le synchroémetteur comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du dispositif rotatif d'entraînement et un stator comportant trois bobinages, le synchrorécepteur comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du codeur de position et un stator comportant trois bobinages raccordés aux bobinages du stator du synchroémetteur, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de remplacement du synchrorécepteur et du codeur de position par un ensemble électronique de numérisation d'au moins deux des tensions aux bornes des bobinages du stator du synchroémetteur et de traitement numérique de ces tensions numérisées pour produire au moins un signal de sortie représentatif de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement.
L'invention sera mieux perçue à la lecture de la description qui va sui- vre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire à eau sous pression selon l'invention ; - la figure 2 est un schéma illustrant une carte électronique du système de la figure 1 ; et
- les figures 3 et 4 sont des vues analogues à la figure 2, illustrant d'autres modes de réalisation de l'invention.
Sur la figure 1 on a représenté la cuve 1 d'un réacteur nucléaire à eau sous pression et une partie du système 3 d'instrumentation interne du réacteur nucléaire. A l'intérieur de la cuve 1 est disposé le cœur 5 du réacteur constitué par des assemblages de combustible de forme prismatique juxtaposés et placés verticalement. Chacun des assemblages de combustible du cœur 5 du réacteur comporte un tube-guide d'instrumentation, dans une disposition verticale à l'intérieur du cœur 5. On réalise des mesures de flux neutronique par déplacement, dans la direction verticale, à l'intérieur des tubes-guides d'instrumentation de certains des assemblages du cœur, de sondes 7 de mesure de flux fixées à l'extrémité de câbles 9 par l'intermédiaire desquels on réalise le déplacement des sondes 7, par pous- sée ou traction sur les câbles 9 et le recueil des signaux des sondes 7. Sur la figure 1 , une sonde 7 en position intermédiaire dans le cœur 5 a été repérée. Sur la figure 1, on a représenté, à titre d'exemple, un tube de guidage d'instrumentation 11 d'une voie de mesure du système d'instrumentation interne 3. Le système d'instrumentation interne 3 peut comporter, par exemple, trente-huit à soixante voies de mesure. La partie terminale à l'intérieur du cœur 5 de chacune des voies est constituée par un tube de guidage d'un assemblage de combustible analogue au tube 11.
Les tubes de guidage 11 des voies de mesure de flux neutronique sont réparties dans toute la section du cœur 5 et les mesures de flux sont réalisées sur toute la hauteur du cœur par déplacement de la sonde de me- sure 7.
Chacune des voies de mesure comporte une un doigt de gant 12, c'est-à-dire un tube fermé à l'une de ses extrémités, dans lequel on peut déplacer une sonde 7 de mesure de flux par l'intermédiaire de son câble de liaison et de déplacement 9. Le doigt de gant 12 est introduit à l'intérieur du cœur 5 du réacteur dans un tube de guidage 11 d'un assemblage de combustible.
Le doigt de gant 12 est amené vers ce tube de guidage 11 à l'intérieur d'un conduit de guidage d'instrumentation 13 joignant une manchette 15 de traversée du fond de la cuve 1 du réacteur à un local d'instrumentation 17. Ce local 17 est disposé de manière adjacente par rapport à la partie 19 du bâtiment du réacteur ou puits de cuve dans laquelle est disposée la cuve 1 du réacteur. Le local d'instrumentation 17 et le puits de cuve 19 appartiennent au bâtiment du réacteur.
Le conduit de guidage d'instrumentation 13 traverse la paroi 21 en béton séparant le local d'instrumentation 17 du puits de cuve 19, à l'intérieur d'un dispositif de pénétration étanche 23. L'extrémité du conduit de guidage d'instrumentation 13 pénétrant dans le local d'instrumentation 17 est reliée à une buselure d'étanchéité 25 par l'intermédiaire de laquelle on réalise l'introduction étanche, à l'intérieur du conduit de guidage d'instrumentation 13, du doigt de gant 12 dont une extrémité est accessible à l'intérieur du local d'instrumentation 17.
Le doigt de gant 12 peut être déplacé à l'intérieur du conduit de guidage d'instrumentation 13 et à l'intérieur de la cuve 1 du réacteur nucléaire, suivant toute la hauteur du cœur 5, à l'intérieur d'un tube de guidage d'instrumentation 11 d'un assemblage de combustible entre une position d'insertion et une position extraite du cœur 5 du réacteur nucléaire.
Les doigts de gant 12 de toutes les voies de mesure du système d'instrumentation interne du réacteur nucléaire sont placés dans leur position extraite du cœur, avant une opération de rechargement du cœur.
En revanche, pendant le fonctionnement du réacteur nucléaire, les doigts de gant 12 des différentes voies de mesure du système d'instrumentation interne 3 dans chacun desquels on déplace une sonde de mesure de flux 7, sont dans leur position d'insertion maximale à l'intérieur du cœur 5 du réacteur.
Les différentes voies de mesure du système d'instrumentation interne constituent plusieurs et généralement quatre à six groupes de voies comportant chacun une dizaine de voies de mesure. On réalise des mesures de flux, dans chacune des voies d'un groupe de voies de mesure, en utilisant une sonde de flux neutronique 7 fixée à l'extrémité d'un câble de liaison et de déplacement 9 qui est amenée à traverser successivement un sélecteur de groupes 29 et un sélecteur de voies 31 pour être introduit dans le doigt de gant 12 d'une voie de mesure définie par commande des sélecteurs 29 et 31.
Chacun des câbles de liaison et d'entraînement 9 d'une sonde de mesure 7 est entraîné par une unité de commande 33 comportant un moto- réducteur (non représenté) entraînant une roue dentée 35 avec laquelle engrène le câble 9 d'entraînement de la sonde 7. En variante, la roue 35 n'est pas nécessairement dentée et elle peut également être remplacée par d'autres dispositifs rotatifs d'entraînement. La sonde 7, le câble de liaison et d'entraînement 9 de la sonde 7 et l'unité de commande 33 constituent une chaîne de mesure 37. Typiquement, le système d'instrumentation interne 3 comporte quatre à six chaînes de mesure. Chaque unité de commande 33 comporte également un enrouleur
(non représenté) assurant le stockage du câble 9 d'entraînement de la sonde et exerçant une force de rappel constante sur le câble 9, aussi bien lorsque le câble 9 est déplacé dans le sens de l'insertion que lorsqu'il est déplacé dans le sens de l'extraction d'une voie de mesure.
La commande du système d'instrumentation interne 3 est assurée par une armoire de répartition (non-représentée) disposée dans le local d'instrumentation 17, elle-même reliée à une armoire de contrôle et de commande 39 disposée dans la salle de commande 41 du réacteur ou à proximité de cette dernière. L'armoire de répartition comporte quatre à six sous-ensembles identiques destinés à assurer la commande des quatre à six sondes de mesure 7 reliées chacune à un câble de liaison et de dépla- cernent 9, chacun des sous-ensembles de l'armoire de répartition étant relié à un automate respectif de chaîne de l'armoire de contrôle et de commande
39.
On réalise ainsi la commande des déplacements des sondes 7 et la commande des sélecteurs 29 et 31 pour réaliser successivement des mesu- res de flux dans chacune des voies de mesure du système d'instrumentation interne 3.
L'automate associé à chaque chaîne de mesure 37 assure principalement les fonctions suivantes :
- pilotage des électromécanismes du local d'instrumentation 17, et notamment des sélecteurs de groupes 29, des sélecteurs de voies 31 et des unités de commande 33 afin d'assurer, de manière automatique et/ou manuelle, le déplacement des sondes 7 et les mesures requises,
- transmission au calculateur de tranche, disposé dans la salle de commande 41 du réacteur nucléaire ou à proximité, des mesures effectuées par les sondes 7 afin que ce calculateur assure la cartographie des flux neu- troniques.
Pour assurer cette dernière fonction, les automates associés aux chaînes de mesure 37 reçoivent les mesures acquises par les sondes 7 via des tiroirs disposés dans les baies supérieures 43 de l'armoire de contrôle et de commande 39.
Chacun des tiroirs associés à une chaîne 37 transmet également des informations fournies par un dispositif 44 de détermination de la position angulaire de la roue d'entraînement 35 correspondante. Ce dispositif de détermination 44 comprend un synchroémetteur 45 classique dont le rotor est solidaire en rotation de la roue 35. Ce synchroémetteur 45 est donc disposé dans le local d'instrumentation 17 et il est raccordé au tiroir électrique correspondant de l'armoire de contrôle et de com- mande 39 par une ligne 47.
Selon l'invention, le dispositif 44 de détermination de la position angulaire comprend également, dans le tiroir associé de l'armoire de contrôle et de commande 39, un ensemble électronique 49 de numérisation des tensions issues du synchroémetteur 45. Cet ensemble électronique 49, qui est par exemple réalisé sous forme d'une carte, est illustré par la figure 2. On notera que sur la partie gauche de cette figure 2, on a représenté schématiquement le bobinage 51 du rotor du synchroémetteur 45 et les trois bobinages 53, 55 et 57 du stator du synchroémetteur 45. Dans l'exemple représenté, les bobinages 53, 55 et 57 sont disposés en triangle, mais ils peuvent, en variante, être disposés en étoile.
L'ensemble électronique 49 comprend une unité 59 de traitement préalable des signaux issus du synchroémetteur 45, une unité 61 de traitement numérique et une unité 63 de production de signaux représentatifs de la position de la roue 35, ces unités communiquant par l'intermédiaire d'un bus 65.
L'unité de traitement préalable 59 comprend :
- un module 67 de détermination des tensions aux bornes des bobinages 53, 55 et 57, c'est-à-dire entre leurs bornes S1, S2 et S3, ces ten- sions étant notées respectivement S1S2, S2S3 et S3S1 ;
- un module 69 d'adaptation de ces tensions S1S2, S2S3 et S3S1 ;
- un module 71 de conversion numérique des tensions S1S2 et S2S3 adaptées ;
- un module 73 de déclenchement de la conversion numérique ; et - un module 75 de détection de la fin des conversions numériques.
Dans l'exemple décrit, le bobinage 51 du rotor du synchroémetteur 45 peut être alimenté en une tension de modulation de 220 V à une fréquence de 50 Hz. Les tensions entre les bornes S1 , S2 et S3 des bobinages 53, 55 et 57 sont donc modulées à 50 Hz et leurs amplitudes dépendent de la position angulaire du rotor du synchroémetteur 45 et donc de la roue 35. Le module 67 est raccordé aux bornes S1, S2 et S3 et détermine les tensions S1S2, S2S3 et S3S1 par soustraction des signaux fournis par les bornes S1, S2 et S3 pour pallier l'absence de tension neutre. Une tension intermédiaire est néanmoins reconstituée et, pour des raisons de sécurité, est raccordée à la terre en 77.
Les tensions S1S2, S2S3 et S3S1 en sortie du module 67 peuvent avoir des amplitudes de crête de 80 V. Le module d'adaptation 69 comprend des amplificateurs permettant de diminuer leurs amplitudes, par exemple pour atteindre des amplitudes de crête maximaies d'environ 10 V.
Le module de numérisation 71 comprend par exemple deux convertisseurs 79, qui sont, encore à titre d'exemple, des convertisseurs à onze bits plus un bit de signe. Ces deux convertisseurs 79 sont déclenchés en synchronisme avec la modulation des signaux issus des bornes S1, S2 et S3 du stator du synchroémetteur 45 et donc avec la tension alimentant le bobinage 51 du rotor du synchroémetteur 45.
Cette synchronisation est réalisée grâce à une série de comparateurs à fenêtres 81 qui déclenchent les conversions des tensions S1S2 et S2S3 par les convertisseurs 79 lorsqu'au moins un des signaux S1S2, S2S3 ou S3S1 atteint une amplitude prédéterminée. La fin des conversions numériques est signalée par le module 75 à l'unité de traitement numérique 61 par l'intermédiaire du bus 65 qui communique également avec les sorties des convertisseurs 79. L'unité de traitement numérique 61 comprend un micro-contrôleur 83, des mémoires, dont par exemple une mémoire vive 85 et une mémoire morte 87 et des moyens 89 d'aiguillage des données entre le microcontrôleur 83, les mémoires 85 et 87 et le bus 65.
L'unité de traitement numérique 61 , et notamment le micro-contrôleur 83, assure le traitement numérique des tensions S1S2 et S2S3 préalablement adaptées et numérisées par l'unité 59 pour déterminer la position angulaire du rotor du synchroémetteur 45. Les paramètres pris en compte pour le traitement numérique sont les suivants :
- l'unité de codage, ou pas codeur, est telle qu'un tour du rotor du synchroémetteur 45 correspond à 1024 pas, - la position angulaire P du rotor du synchroémetteur 45 est exprimée en pas, sous forme d'un nombre entier signé, et
- un pas correspond approximativement à un déplacement de la sonde 7 correspondante de 1 mm, la vitesse de déplacement pouvant atteindre 300 mm par seconde. Les équations mathématiques sont les suivantes :
- pour une position angulaire P exprimée en pas, les tensions reçues valent, à chaque instant t exprimées en secondes :
• S1 S2(P,t) = 84*sin(P*π/512) * sin (100*π*t)
• S2S3(P,t) = 84*sin(P*π/512+ (2*π/3)) * sin (100*π*t) • S3S1 (P,t) = 84*sin(P*π/512- (2*π/3)) * sin (100*π*t) ;
- à tout instant, S1S2(P,t) + S2S3(P,t) + S3S1(P,t) = O, ce qui explique pourquoi seules les numérisations de deux tensions, ici S1S2 et S2S3 ont été effectuées.
L'unité 61 détermine sur ces bases la position angulaire P puis la po- sition angulaire P est ensuite traitée pour qu'elle soit comprise dans une plage comprise entre - 512 et + 511 pas.
La position angulaire P déterminée et traitée par l'unité de traitement numérique 61 est ensuite convertie en signaux de sortie de type codeur incrémental A, B et Z par l'unité 63. Ces signaux A, B et Z vont être traités par l'automate de l'armoire 39 associé à la chaîne de mesure 37 considérée afin de déterminer la position absolue de la sonde 7. Ce traitement prendra également en compte l'état des électromécanismes du système d'instrumentation 3 et notamment de mini rupteurs.
On observera que l'initialisation de la position angulaire est réalisée par une séquence préalable de prise d'origine. Ainsi, le premier mouvement après mise sous tension d'une sonde 7 doit être son retour à une position d'origine. L'unité 61 détermine ensuite la position angulaire P par rapport à la position d'origine. Le système d'instrumentation interne 3 décrit ci-dessus comporte donc des cartes électroniques 49 à la place des synchrorécepteurs et des codeurs absolus généralement prévus dans les baies supérieures 43 de l'armoire de contrôle et de commande 39. La maintenance du système d'instrumentation 3 est donc simplifiée puisqu'il suffit de retirer les tiroirs correspondants et de remplacer les cartes électroniques 49 en cas de besoin plutôt que de réparer ou de changer des composants des synchrorécepteurs ou des codeurs absolus.
En outre, l'armoire 39 présente une masse réduite dans les baies 43, ce qui s'avère avantageux pour satisfaire aux contraintes découlant de la prise en compte des risques.de séisme.
De plus, on notera que les systèmes d'instrumentation interne 3 classiques peuvent être aisément adaptés pour comprendre un dispositif 44 évolué comme celui décrit précédemment. Il suffit pour cela de remplacer les synchros récepteurs et les codeurs absolus utilisés jusqu'à présent par des cartes électroniques 49 telles que décrite ci-dessus.
La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de la carte électronique 49 qui comprend un générateur 91 d'alimentation du bobinage 51 du rotor du synchroémetteur 45. Dans ce mode de réalisation, la tension d'alimentation produite peut être une tension de 26 V sous 400 Hz. Une telle fréquence, plus élevée que celle de 50 Hz, permet d'obtenir une meilleure précision puisque les interpolations deviennent inutiles. On notera également que la structure du module 73 de déclenchement de la conversion numérique a pu être simplifiée car la tension de modulation est directement disponible via le générateur 91 dans la carte 49.
En outre, la carte 49 comprend un module 93 de calage de la position angulaire déterminée qui est raccordé à un mini rupteur disposé à une côte prédéfinie sur le trajet de la sonde 7. Ainsi, lorsque la sonde 7 passe à cette côte prédéfinie, le mini rupteur change d'état et un signal est transmis par le module 93 à l'unité de traitement numérique 61 qui compare la position angulaire P déterminée et la position angulaire Pe effective correspondant à la position du mini rupteur et corrige éventuellement la valeur P pour qu'elle vaille Pe.
La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation qui se distingue du premier par le fait que l'unité 61 détermine directement la position abso- lue de la sonde 7, par le fait que la carte 49 comprend également un module 93 de calage de la position absolue déterminée et par le fait que l'unité 63 de production des signaux représentatifs de la position est une unité de production de signaux de la position absolue, codée dans l'exemple sous 16 bits. Les signaux produits, représentatifs de la position angulaire de la roue 35, sont donc des signaux traduisant la position absolue de la sonde 7.
La carte 49 comporte en outre un module 95 de détection d'une baisse de tension qui va déclencher la sauvegarde de la position absolue déterminée par l'unité 61 de traitement numérique. Ici encore, comme dans le deuxième mode de réalisation, un recalage éventuel de la position abso- lue déterminée est assuré automatiquement par modification de l'état d'un micro rupteur raccordé au module 93.
Les principes décrits ci-dessus peuvent s'appliquer à des réacteurs nucléaires de tailles variées.
En outre, le nombre de chaînes de mesure peut être varié et on peut par exemple utiliser une même carte électronique pour plusieurs chaînes de mesure.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système (3) d'instrumentation interne d'un réacteur nucléaire, du type comprenant au moins :
- une sonde (7) de mesure du flux neutronique dans le cœur (5) du réacteur nucléaire,
- un câble (9) de déplacement de la sonde à l'intérieur du cœur (5),
- un dispositif rotatif (35) d'entraînement du câble de déplacement (9), et
- un dispositif (44) de détermination de la position angulaire du dispo- sitif rotatif d'entraînement (35), lequel dispositif de détermination comprend un synchroémetteur (45) comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du dispositif d'entraînement (35) et un stator comportant trois bobinages (53, 55, 57), caractérisé en ce que le dispositif de détermination de la position angulaire (44) comprend un ensemble électronique (49) de numérisation d'au moins deux des tensions (S1S2, S2S3, S3S1) aux bornes des bobinages du stator du synchroémetteur et de traitement numérique de ces tensions numérisées pour produire au moins un signal de sortie (A, B, Z ; PO - P15) représentatif de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement (35).
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une armoire de contrôle et de commande (39), laquelle armoire est destinée à être disposée hors du bâtiment du réacteur nucléaire et contient l'ensemble électronique (49).
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'en- semble électronique (49) comprend :
- un module (67) de détermination des tensions (S1S2, S2S3, S3S1) aux bornes des bobinages (53, 55, 57) du stator du synchroémetteur,
- éventuellement un module (69) d'adaptation des tensions déterminées, - un module (71) de numérisation d'au moins deux tensions (S1S2,
S2S3) des tensions déterminées et éventuellement adaptées, et
- un module (61) de traitement numérique des tensions numérisées.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (49) comprend un module (63) de production de signaux de sortie de type codeur incrémental (A, B, Z).
5. Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif de détermination de la position angulaire (44) est apte à déterminer la position de la sonde (7) par traitement numérique des tensions numérisées, et en ce que l'ensemble électronique (49) comprend un module (63) de production de signaux de sortie de type codeur absolu (PO - P15).
6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (49) est un ensemble de numérisation de seulement deux tensions (S1S2, S2S3) des tensions déterminées et éventuellement adaptées.
7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (49) comprend un module (95) de détec- tion d'une baisse de tension adapte à déclencher la sauvegarde de la position déterminée.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (49) comprend un module (93) de calage de la position déterminée, lequel module (93) est destiné à être raccordé à un micro rupteur dont l'état est modifié par passage de la sonde (7) à une position déterminée.
9. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble électronique (49) comprend un générateur (91) d'alimentation d'un bobinage (51) du rotor du synchroémetteur (45) en ten- sion de modulation.
10. Procédé de modification d'un système d'instrumentation interne (3) d'un réacteur nucléaire, le système d'instrumentation interne (3) comprenant au moins :
- une sonde (7) de mesure du flux neutronique dans le cœur (5) du réacteur nucléaire,
- un câble (9) de déplacement de la sonde à l'intérieur du cœur (5),
- un dispositif rotatif (35) d'entraînement du câble de déplacement (9), et - un dispositif (44) de détermination de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement (35), lequel dispositif de détermination comprend un synchroémetteur (45), un synchrorécepteur et au moins un codeur de position, le synchroémetteur comprenant lui-même un rotor solidaire en rota- tion du dispositif rotatif d'entraînement (35) et un stator comportant trois bobinages (53, 55, 57), le synchrorécepteur comprenant lui-même un rotor solidaire en rotation du codeur de position et un stator comportant trois bobinages raccordés aux bobinages du stator du synchroémetteur, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de remplacement du synchrorécepteur et du codeur de position par un ensemble électronique (49) de numérisation d'au moins deux des tensions (S1S2, S2S3, S3S1) aux bornes des bobinages du stator du synchroémetteur et de traitement numérique de ces tensions numérisées pour produire au moins un signal de sortie (A, B, Z ; PO - P15) représentatif de la position angulaire du dispositif rotatif d'entraînement.
PCT/FR2007/000248 2006-04-13 2007-02-13 Systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire a carte electronique evoluee et procede correspondant de modification d'un systeme d'instrumentation interne d'un reacteur nucleaire. Ceased WO2007118943A1 (fr)

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ES07730961.5T ES2472294T3 (es) 2006-04-13 2007-02-13 Sistema de instrumentaci�n interna de un reactor nuclear con tarjeta electrónica evolucionada y procedimiento correspondiente de modificación de un sistema de instrumentaci�n interna de un reactor nuclear
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